【中國涂料采購網】近些年，粉末涂料在涂料行業中的地位越來越重要。粉末涂料的研發、生產工藝、涂裝設備、施工應用都取得了突破性進展。目前不僅產量有了大幅度增長，而且品種也在不斷增加，原來只停留在環氧樹脂粉末涂料單一品種上，現在環氧聚酯混合型粉末涂料已占據了主導地位，聚酯TG1G粉末涂料、聚氨酯粉末涂料已經在國內普及，大量聚氨酯粉末涂料投入生產，丙烯酸聚氨酯粉末涂料嶄露頭角。在粉末涂料原材料的配套上，國內也已基本完成配套，各類助劑包括樹脂、流平劑、消光劑、光亮劑、浮花劑等產品已達到國外的水平。

　　1·應用領域

　　1.1金屬家具和交通機具

　　金屬家具涂料工業是粉末涂料最先進入的領域之一。混合型粉末涂料體系是主要產品類型，而聚酯/TGIC(或其替代物)體系或聚氨酯體系一般主要應用于戶外家具領域;普通金屬表面涂裝工業是粉末涂料最大的市場，約占整個市場份額的50%。由于聚氨酯粉末涂料具有優良的耐候性、優良的物理力學性能和防腐蝕性，涂膜光亮豐滿、耐磨、耐劃傷、耐溶劑，流平性好、附著力強，正發展成為粉末涂料的主流，在粉末涂料中所占的比例越來越大。聚氨酯-聚酯粉末涂料是兩種已經商業化的聚酯粉末涂料之一(另外一種是聚酯-異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)粉末涂料)。聚氨酯固化的聚酯粉末涂料是聚氨酯-聚酯粉末涂料的主要型號，已經使用數年。這種粉末涂料的戶外性能在化學上能與應用于飛機、公共汽車、貨車等場合的聚氨酯涂料相媲美。另外，聚氨酯-聚酯粉末涂層堅韌、外觀良好，并具有優異的耐氣候性。就涂層的外觀而言，聚氨酯-聚酯粉末涂層可以說是那些高質量液體涂料的真正意義上的競爭者。它們的戶外應用如：院落家具、汽車輪胎和配件、除草機以及其他許多要求高質量飾面的制品。目前被廣泛應用于高級家具、汽車、摩托車等產業。

　　1.2家電

　　家電工業也是粉末涂料重要的應用領域。在美國，在家用電器方面的應用占據整個粉末涂料市場的17%。自從人們接受稍微的橘皮效果以來，混合型粉末涂料體系在歐洲也被用作這種用途的主要產品。在美國，由于優先考慮光滑的涂飾效果，所以聚氨酯體系在家用設備方面的應用更為普遍。作為家電設備的保護性涂料，粉末涂料主要應用于以下典型產品：食品冷凍機、電冰箱、熱水器、烤面包機、洗碗機蓋、家用廚具，電和煤氣加熱器等。

　　1.3涂裝與建筑

　　隨著歐洲對聚酯/TGIC體系和美國對聚氨酯體系的廣泛接受，戶外應用粉末涂料市場份額正不斷得以擴大。在歐洲，許多建筑上的鋁合金材料是采用聚酯/TGIC體系粉末涂料進行涂裝，未來5～7年，保光率為65%～85%，在10年后保光率為50%～65%。10年后涂膜厚度僅僅減少2～3μm。

　　雖然已經找到了TGIC的替代品，例如羥基烷基酰氨或二縮水甘油酯體系的粉末涂料已占據了一定的市場，許多人使用這樣的體系的粉末涂料可獲得滿足的結果，但聚酯/TGIC體系涂料仍保有足夠的市場份額。

　　粉末涂料其它的市場還包括應用于管道方面和用于增強螺紋鋼筋的防腐蝕性粉末涂料。該類粉末涂料主要以純的環氧體系(熔結型)為主。從技術的角度來看，這個領域被認為具有很大的增長空間。在涂裝設備方面的最新發展是制造了更輕易被清洗、換色更快的涂裝生產線;開發低溫固化和高反應活性粉末涂料的趨勢能提高生產線速度、節省能量、使粉末涂料在經濟方面的優勢更具吸引力。MDF采用粉末靜電噴涂具有涂膜性能優良、施工效率高、能耗低等優點，固體分100%的粉末涂膜將木制品包封后可防止木材內部有害物質的揮發，使其成為名副其實的綠色產品。當然，需要改善的，比如粉末的化學貯存穩定性：潛催化劑、或能阻止基料在貯存溫度時反應，而不影響固化條件的助劑。物理貯存穩定性：提高體系的玻璃溫度，而不影響體系反應速度和體系粘度。

　　紙張、塑料、木材及家具制造業也是涂料的最大用戶之一。粉末涂料已成功地應用于熱敏材質的涂裝，并且真正實現了工業化生產。作為一支新興的具有廣闊前景的涂料品種，粉末涂料將進一步擠占液體涂料市場。UV固化粉末涂料和低溫固化粉末涂料制造工藝的完善，使粉末涂料應用于熱敏材質成為可能。卷鋼涂裝是一種預涂裝，與傳統的“后涂裝”工藝有所不同，由于具有簡化生產工藝、高效施工、節省投資和運轉費用、符合環保法規要求、涂膜性能優于傳統方法等一系列優勢，卷鋼涂料成為當今涂料行業的發展方向之一。

　　2·聚氨酯粉末涂料的分類和結構特點

　　2.1分類

　　聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，由多異氰酸酯和多元醇(包括含羥基的低聚物)反應生成。聚氨酯粉末涂料主要由固化劑、封閉劑和多元醇樹脂組成，其中固化劑多采用內封閉型多異氰酸酯，而多元醇樹脂絕大多數選用聚酯樹脂。聚氨酯粉末涂料是由粉末聚氨酯樹脂、固化劑(含羥基等官能團的聚合物)、顏料、填料以及助劑等組成彩色粉狀混合物，其平均粒徑為40～60μm。通常是將各物料高速混合后，于100～120℃擠出、冷卻、粉碎、篩分而制得。聚氨酯粉末涂料有封閉性聚氨酯粉末涂料(聚酯-氨基甲酸酯型粉末涂料、丙烯酸-氨基甲酸酯粉末涂料)和紫外光固化粉末涂料。常見的聚氨酯粉末涂料有如下三大系列。

　　2.1.1封閉型聚氨酯粉末涂料系列

　　這類粉末涂料的配制和應用原理與封閉型聚氨酯涂料相同，常用適當的封閉劑和二異氰酸酯及其加成物或預聚體進行反應，進而形成不含NCO基的封閉型聚氨酯，在制粉工藝的溫度(100～120℃)下是穩定的，可與含活性氫的固化劑、顏料及助劑一起制粉。當溫度高于130℃時，這種封閉型聚氨酯會解封，而解封后的NCO基會立即和固化劑反應，形成穩定性更高的聚氨酯涂層。使用被封閉的IPDI或HDI縮二脲，可制得耐候性很好的高裝飾性粉末涂料。甲苯二異氰酸酯及其加成物的價格較低，因此也常采用。為了提高其耐熱性和改善其耐候性，常將TDI三聚后再封閉，以保證利用活性較大的對位NCO來進行固化成膜。三聚后的叔氮原子被異氰脲酸酯環所穩定，不易受紫外光的作用重排成醌式助色基團，因此聚氨酯粉末涂層的耐候性得以改善。

　　2.1.2帶羧基、羥基、環氧基、氨基的聚氨酯粉末涂料系列

　　封閉型聚氨酯粉末涂料在固化時有封閉劑釋放出來，往往會污染大氣和有損涂膜外觀。為克服其缺陷，選用合適的原料，采用分步反應的方法，制備含有大量氨基甲酸酯鍵產帶有羧基(COOH)、羥基(OH)、環氧基及氨基(NH2)的各類聚氨酯樹脂，然后以含有環氧基的環氧樹脂、異氰脲酸三縮水甘油酯、聚丙烯酸環氧酯、環氧聚氨酯、含羧基酸酐、羧基型聚酯樹脂、羧基型丙烯酸酯、含羥基的脲醛樹脂、聚酯樹脂、N-酰基酰亞胺樹脂以及N-酰基內酰胺樹脂為固化劑，視聚氨酯樹脂上所帶官能基的不同選擇合適的固化劑品種。

　　采用此法制備聚氨酯粉末涂料時，因可供選擇的原料品種很多，配方挑選余地大，故可按不同的使用要求進行配方設計，以制備出具有各種優異性能的一系列聚氨酯粉末涂料。

　　2.1.3含NCO基的聚氨酯粉末涂料

　　該涂料制備原理是環氧傾倒物中的環氧基，在高溫下并有堿性催化劑的作用下開環，立即與含NCO基的聚氨酯樹脂形成二噁唑酮環而制成的：以含有NCO基的聚氨基樹脂和作固化劑的特制環氧化合物及其催化劑、顏料、助劑等，按常規制法即可得到含NCO基的聚氨酯粉末涂料。其關鍵是特制環氧傾倒物及其催化劑的制備與選擇，要求它在制粉的擠出溫度下不開環，只在固化溫度下開環并聯成膜。這類聚氨酯粉末涂料不僅流平性好，涂膜光亮平整，而且耐高溫性能、各項物理機械性能和耐候性優異。在制造過程中，因使用了含NCO基的聚氨酯樹脂，所以應盡量避免與濕氣接觸，通常采用密閉式聯動流水線生產。

　　2.2結構特點

　　粉末涂料具有如下特點：涂膜的耐候性好，適用于戶外用產品的涂裝;涂膜的耐熱性好，在烘烤固化時涂膜不易泛黃;涂膜耐沖擊強度、柔韌性、硬度等物理性能優異，耐化學藥品和耐水等性能良好;涂料的涂裝性能好，可以用空氣噴涂法和靜電粉末涂裝法等方法涂裝;固化聚酯粉末涂料烘烤固化過程中，基本不產生反應副產物，涂膜不易產生縮孔、針孔等弊病。同時，粉末涂料的利用率接近100%，噴涂后的粉末可以回收利用;通常比液體涂料較易施工，形成的涂膜耐久性好，產品上風明顯。和其它類型的粉末涂料相比，聚氨酯粉末涂料具有以下特點：熔融流平時，熔融黏度低，特別是封閉劑在解封之前不起任何化學反應，使粉末涂料有足夠的流平時間，涂膜流平性好。新的內封閉型脲二酮固化劑技術的實現，使得這種粉末涂料對空氣的污染幾乎為零;對被涂物的附著力好，不需要底涂;涂料的配制范圍寬，可配制不同性能要求和固化速度的涂料;涂膜的物理力學性能和耐化學品性能好。但是聚氨酯粉末涂料烘烤時，會釋放出封閉劑，產生異味。